Bearbeite Prüfung SS15 und vergleiche deine Lösungen. Aus dem Kurs Energie- und Umwelttechnik an der Universität Stuttgart (Uni Stuttgart).
Das “Energie-Dreieck”
Mechanische
Energie
Quelle: Dolezal, R., Energetische Verfahrenstecimik, 1983
Muskelkraft
Wärme-
kraft-
prozess
Chemische
Energie
Ver-
brennung
Wärme
Brennstoffzelle
Elektrolyse
Thermocouple
MHD-process
Elektrischer Generator
Elektromotor
Elektrische
Energie
Energie- und Umwelllechrik, D15, Kap. 1
Definition Heizwert (engl. net calorific value NCV): Die bei der vollständigen Oxidation eines Brennstoffs ohne Berücksichtigung der Kondensationswärme (Verdampfungswärme) des im Abgas befindlichen Wasserdampfes freigesetzte Wärmemenge
Bestimmung nach der Norm CEN/TS 14918
Definition Brennwert (engl. gross calorific value): Die bei der vollständigen Oxidation eines Brennstoffs freigesetzte Wärmemenge bei Nutzung auch der Kondensationswärme des bei der Verbrennung gebildeten Wasserdampfs
Wasserdampf kondensiert und setzt Verdampfungswärme frei
Daher Bezugstemperatur 25°C nach CEN/TS 14918
Ermittlung des Brennwerts im Kalorimeter
Ermittlung des Heizwerts rechnerisch aus dem (gemessenen) Brennwert und dem Wasser- und Wasserstoffgehalt
Erdöl besteht hauptsächlich aus Kohlenwasserstoffen. Schwefel, Sauerstoff und Stickstoff können im einstelligen Prozentbereich vorhanden sein. Neben C, H, O, N und S beinhaltet Erdöl Wasser, Salze und Spurenelemente (Metalle, minerali- sche Bestandteile, ..).
Die Verteilung der Hauptelemente liegt in den Bereichen:
C
H
O
81-87 10-14 0-7
N
S
0-1,2 0-7
[Massen-%]
Kohle entsteht aus prähistorischer Pflanzenmasse, die in Sümpfen nicht dem aeroben Abbau unterliegt. Durch Überlagerung mit Sedimenten kommt es zur Druck- und Temperaturerhöhung und somit zum so genannten Inkohlungsprozess.
Die erste Umwandlungsstufe führt zur Bildung von Torf, gefolgt von Braunkohle, Steinkohle bis zum Anthrazit (zunehmender Inkohlungsgrad, engl. coal rank).
Braunkohle hat eine erdige Erscheinungsform und ist leicht zu zerreiben. Steinkohle ist härter und hat ein schwarz glänzendes Aussehen. Mit zunehmendem Inkohlungsgrad steigt der Kohlenstoff- und der Energiegehalt an.
Die Bildung von Kohle hat in einem Zeitraum von 400 Mio Jahren bis 15 Mio Jahren stattgefunden (Höhepunkt in der Karbonzeit vor 280 bis 350 Mio Jahren).
Energie-und Umwelllechrik, D15, Kap. 3
Rekultivierung
Grundwassermanagement
Lärm- und Staubentwicklung
Umsiedlung
Lignocellulosepflanzen: Bestandteile Cellulose, Lignin und Hemicellulose
Nutzung im Wesentlichen als Festbrennstoff
⚫ Schnellwachsende Baumarten
Kurzumtriebsplanzen (in Mitteleuropa Pappel und Weide)
Trockenmasseerträge (TME) 4-18 t/(ha-a)
⚫ Miscanthus (Miscanthusx giganteus) auch Chinaschilf genannt
TME 10-30 t/(ha-a)
• Rutenhirse (Panicum virgatum L.)
TME 12-17 t/(ha-a)
⚫ Rohrglanzgras (Phalaris arundinacea L.)
•
TME 11-13 t/(ha-a)
⚫ Futtergräser
•
TME 7-13 t/(ha-a)
Getreideganzpflanzen
Weizen, Roggen und Triticale (Kreuzung von Weizen und Roggen)
TME 10-18 t/(ha-a)
Energie- und Umwelllechrik, D15, Kap. 3
In Anlehnung an H.Hofbauer, Thermische Blomavenutzung, TU Wen
Solarstrahlung (= Wärmestrahlung): Durch elektromagnetische Wellen übertragene Energie. Als solche abhängig von der Wellenlänge λ.
Mechanismen sind: Rayleigh-Streuung, Absorption durch Gase (O3, O2, CO2, H2O) und Aerosol-Streuung